[发明专利]太阳能屋顶件

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能屋顶件，其包括能够收集太阳能以提供电能和热能的装置，例如分别地用于产生电的光伏系统和产生热水的太阳能收集器。

背景技术

近几年来，由于经济原因，关于使用太阳能以部分地保证住宅或商业场所的电能和/或热水的消费需求的一定兴趣得到发展。

为了提供电能需求，已知在屋顶件上布置光伏模块，该光伏模块包括彼此串联的光伏电池，所述光伏电池在暴露在阳光下时产生直流电。

光伏模块通常由集成了光伏电池的光伏板和围绕并承载该光伏板的金属框架所构成，所述金属框架另外集成了用于配电的电缆。光伏板被设计为至少在其与外部环境相面对的前表面上带有玻璃基板。作为示例，光伏板包括因此构成其前表面的玻璃基板，和构成其后表面的塑料膜或玻璃基板；在前表面和后表面的基板之间插入有光伏元件和一个或多个聚合物中间层，所述光伏元件由夹在两个金属电极之间的半导体材料叠堆来构成。半导体材料例如是基于晶体硅或薄膜的。

对于热水的特殊需求，特别地对于卫生使用和可能的地面或墙面加热使用，同样已知为屋顶装备太阳能收集器。这些收集器尤其具有模块形式，所述模块包括透明遮盖（例如：玻璃基板）和吸收件。吸收件是其中有载热流体（例如：仅仅是待重新加热的水）流通的元件。透明遮盖让太阳辐射通过，直至吸收件，以加热在其中流通的流体，并且有利地紧闭红外辐射，因此最小化吸收件的冷却。另外，为了避免吸收件的热损耗，隔热体被布置在模块的后面和周边。

然而，取决于日照或某些温度条件（例如：冬季条件），这些太阳能收集器不能够提供足够热的水。而且，需要使水的产生与由气或电来加热水的补充设备关联，这最终产生相对于这些收集器的购置和安装成本不总是有收益的生产成本。

另外，已知其他使用太阳能量资源的系统，例如提供热空气的热模块。为此，美国专利申请US 2006/0118163提出在屋顶上不仅放置光伏模块，而且还放置热空气热模块。这些热空气热收集器或模块包括让太阳能量通过的基板和空间，在该空间中，空气被禁闭，以借助于所述能量来被重新加热。分配管道与这些模块连接，以收集热空气，并保证在禁闭空间中供给待重新加热的空气。

然而，尽管这些热模块可以用于产生热空气，但其不能够满足产生热水的需求，如果空气/水交换器需要相当大的交换面积，且不允许达到家用热水、尤其是卫生用热水所必需的温度。

可以考虑在屋顶上联合布置这些光伏模块和热空气和/或热水太阳能热收集器。然而，按照当前的配置，其导致对于住宅来说很大的投资。实际中，个人宁愿选择任选地与上述电能和热能供给解决方案中的一个或另一个关联的、性能好的住宅隔离，而很少地合并这些解决方案。

另外，虽然能够被集成在屋顶件上且不从屋顶件凸出地进行附接，但这些光伏模块和太阳能热收集器不能在整个屋顶表面提供美观的单元。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种太阳能屋顶件，其包括至少一个光伏装置和至少一个用于产生热水的太阳能热收集器，所述屋顶件提供以下优点：

- 减少安装费用；

- 提供高效率的组件，该组件借助于太阳能热收集器和屋顶件的独特配置，来产生可直接用于卫生需求的、非常热的水，而不需要独立的补充加热系统；

- 最小化热损失；

- 保证美观。

为此，本发明的主题在于一种太阳能屋顶件，其包括至少一个光伏装置和至少一个所谓热水太阳能收集器的太阳能热收集器，其中该光伏装置包括前结构和后结构，该太阳能热收集器能够输送热水，并包括前结构和后结构，光伏装置和热水太阳能收集器各自的前结构由构成遮盖的玻璃基板来构成，该遮盖具有用于面对外部环境的上表面和相对的内表面，光伏装置和热水太阳能收集器各自的后结构布置在遮盖下方，面对内表面，所述屋顶件的特征在于，所述玻璃基板没有金属框架，并且相互关联，任选地由其他的所谓过渡基板的玻璃基板所隔开，以构成均匀的整体玻璃遮盖。

这样，该屋顶件结合了多个能够产生电和热水的能量回收系统。

另外，由于在形状和外观上相似的玻璃基板，光伏装置和太阳能收集器的前结构的配置提供这样的覆层或者遮盖，即该覆层或者遮盖至少在集中了光伏装置和太阳能热收集器的区域处、并优选地在整个屋顶件表面上具有统一的、没有外观差别的表面连续性。

屋顶件不再像目前的情况一样在集成这些能量回收系统处具有高度和外观差异。